[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Leckortung in einem verzweigten Leitungssystem
eines Wassernetzes mit einer Vielzahl von Leckortungsgeräten, die an verschiedenen
Stellen an den Wasserleitungen über dort angeordnete Sensoren eine Leckortung ermöglichen.
[0002] Die Leckortung erfolgt beispielsweise über eine akustische Erfassung des Strömungsgeräusches
und/oder den Druck und/oder den Durchfluss, wobei die Leckortung über mindestens einen
Sensor mit einem daran angeschlossenen Meßteil und einem Auswertungsteil erfolgt,
und eine Kommunikationsverbindung zur Weiterleitung der erfassten Signale und/oder
Daten auf das Display eines Benutzer-Endgerätes vorhanden ist
[0003] Zur Steuerung der Messgeräte oder zur Visualisierung der Messergebnisse werden in
der Wasserleckortung bisher spezielle Geräte mit eigener Software und speziell angepasstem
Display verwendet. Alternativ werden PC-Basierte Systeme mit einer direkten Schnittstelle
zur Messelektronik des Leckortungsgerätes verwendet.
[0004] Alle diese bekannten Leckortungsgeräte haben den Nachteil, dass die Software für
die Benutzeroberfläche nur für ein bestimmtes Betriebssystem entwickelt wurde und
auf anderen Endgeräten nicht lauffähig ist. Wird beispielsweise Software für einen
PC mit dem Betriebssystem "Windows 7" geschrieben, so läuft diese Software nicht unter
anderen Betriebssystemen wie z. B. "Android" oder "MC OS" oder "iOS", "Linux" und
dergleichen.
[0005] Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung zur Leckortung
der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass eine plattformunabhängige Übertragung
der Daten und eine Visualisierung der Daten am Endgerät möglich ist. Zur Lösung der
gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre des Anspruches 1 gekennzeichnet.
[0006] Wesentliches Merkmal der Erfindung ist, das in dem Leckortungsgerät eine Mess- und
Steuerelektronik angeordnet ist, die als Server einer WLAN-Verbindung ausgebildet
ist und das ferner im Benutzerendgerät der Empfänger der WLAN-Verbindung angeordnet
ist und mit einem internetfähigen Webbrowser kombiniert ist.
[0007] Damit werden über das im Benutzerendgerät angeordnete WLAN/WiFi-Interface eine Schnittstelle
zu einer Benutzeroberfläche zur Verfügung gestellt und die Daten so aufbereitet, dass
sie mit einem im Endgerät angeordneten internetfähigen Browser visualisiert werden
können und gleichzeitig von dort aus auch verschiedene Steuerfunktionen ausgeführt
werden können.
[0008] Die Benutzeroberfläche (Steuerung- und Visualisierung von Daten und Prozessen) wird
auf dem Benutzerendgerät BE abgebildet. Dieses Endgerät kann z. B. ein Smartphone,
TouchPad, PC, oder Ähnliches sein. Es muss lediglich ebenfalls ein WLAN/WiFi-Modul
enthalten und einen internetfähigen Webbrowser.
[0009] Damit ist das BE unabhängig vom verwendeten Betriebssystem (derzeit verwendet beispielsweise
MS Windows, Mac OS, iOS, Linux, Android).
[0010] Neu an dem System ist, dass die Kommunikation zwischen einem Benutzerendgerät mit
Display (z.B. PC, Notebook, Smartphone, Touchpad) und der Messelektronik über WLAN/WiFi
und einen auf der Messelektronik implementierten Webserver läuft. Damit wird das System
vollkommen unabhängig vom Betriebssystem im verwendeten Endgerät.
[0011] Im Mittelpunkt der vorliegenden Erfindung steht also die plattformunabhängige Verarbeitung
und Visualisierung der Daten der Leckortungsgeräte im Benutzerendgerät (Windows, Linux,
Mac OS, iOS, Android). Die Sendeeinheiten der Leckortungsgeräte stellen nämlich ihre
Daten über einen integrierten Webserver zur Verfügung, so dass im Benutzerendgerät
ein einfacher Webbrowser vollkommen ausreicht. Es handelt sich dabei aber grundsätzlich
um eine Direktverbindung zwischen Sendeeinheiten und Benutzerendgerät, öffentliche
Netze (Internet, etc.) werden hier nicht verwendet.
[0012] Die Begriffe WLAN und WiFi werden hierbei Synonym benutzt.
[0013] Wi-Fi bezeichnet sowohl ein Firmenkonsortium, das Geräte mit Funk-Schnittstellen
zertifiziert, als auch den zugehörigen Marken-Begriff.
[0014] Weil der Begriff WiFi Synonym mit dem Begriff WLAN im Rahmen der vorliegenden Anmeldung
verwendet wird, wird der einfacheren Beschreibung wegen nur noch der Begriff WLAN
weiterverwendet.
[0015] Bei einem WLAN-Netz handelt es sich um ein lokales Funknetz, das in der Regel nach
dem Standart IEEE-802.11-Familie arbeitet.
[0016] Im Gegensatz zum Wireless Personal Area Network (WPAN) haben WLANs größere Sendeleistungen
und Reichweiten und bieten im Allgemeinen höhere Übertragungsraten.
[0017] WLANs stellen Anpassungen der Schicht 1 und 2 des OSI-Referenzmodels dar, wohingegen
in WPANs z. B. über eine im Netzwerkprotokoll vorgesehene Emulation der seriellen
Schnittstelle und PPP bzw. SLIB eine Netzverbindung aufgebaut wird. Beim WLAN kommt
in der Regel das Modulationsverfahren OFDM zum Einsatz.
[0018] In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung arbeitet das erfindungsgemäße
WLAN-Netz im Ad-hoc-Modus. In diesem Modus ist keine Station besonders ausgezeichnet,
sondern alle sind gleichwertig.
[0019] Die Voraussetzungen für den Ad-hoc-Modus sind dieselben wie für den Infrastruktur-Modus:
Alle Stationen benutzen denselben Netzwerknamen ("Service Set Identifier", SSID) und
optional dieselben Einstellungen für die Verschlüsselung. Da es in einem Ad-hoc-Netz
keine zentrale Instanz (Access Point) gibt, muss deren koordinierende Funktion von
den Endgeräten übernommen werden. Eine Weiterleitung von Datenpaketen zwischen den
Stationen ist nicht vorgesehen und in der Praxis auch nicht ohne weiteres möglich,
denn im Ad-hoc-Modus werden keine Informationen ausgetauscht, die den einzelnen Stationen
einen Überblick über das Netzwerk geben könnten. Aus diesen Gründen eignet sich der
Ad-hoc-Modus nur für eine sehr geringe Anzahl von Stationen (Leckortungsgeräten),
die sich wegen der begrenzten Reichweite der Sender zudem physisch nahe beieinander
befinden müssen. Ist das nicht der Fall, kann es vorkommen, dass eine Station nicht
mit allen anderen Stationen kommunizieren kann, da diese schlicht kein Signal mehr
empfangen.
[0020] Um dieses Problem zu beheben, können die teilnehmenden Stationen mit Routing-Fähigkeiten
ausgestattet werden, so dass sie in der Lage sind, Daten zwischen Geräten weiterzuleiten,
die sich nicht in Sendereichweite zueinander befinden. Erhebung und Austausch von
Routing-Informationen ist Teil der Aufwertung eines Ad-hoc-Netzwerks zum mobilen Ad-hoc-Netzwerk:
Softwarekomponenten auf jeder Station sammeln Daten (z. B. zur "Sichtbarkeit" anderer
Stationen, Verbindungsqualität etc.), tauschen sie untereinander aus und treffen Entscheidungen
für die Weiterleitung der Nutzdaten.
[0021] Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung arbeitet das erfindungsgemäße
WLAN-Netz nach dem Standard IEEE 802.11a/h oder dem Standard IEEE 802.11 b/g/n. Die
Verwendung neuerer Standards, die bisher noch nicht verwendet wurden, fällt in den
Schutzbereich der Erfindung. Deshalb sind die vorher angegebenen Standards nur beispielhaft
zu verstehen.
[0022] Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem
Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen
Patentansprüche untereinander.
[0023] Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung offenbarten Angaben und
Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung, werden
als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber
dem Stand der Technik neu sind.
[0024] Im Folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden
Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung
weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
[0025] Es zeigen:
- Figur 1:
- Schematisiertes Blockschaltbild einer Datenübertragung zwischen den Leckortungsgeräten
und einem Benutzerendgerät
- Figur 2:
- Ein Blockschaltbild einer Datenübertragung zwischen einem Leckortungsgerät und einem
Benutzerendgerät.
[0026] In einem weit verzweigten Leitungssystem 1 sind eine Vielzahl von sich verzweigenden
Wasserleitungen 2, 3 angeordnet, wobei im gezeigten Ausführungsbeispiel der Wasserstrom
in den Pfeilrichtungen 4, 5 fließt.
[0027] Es sind eine Anzahl von Leckortungsgeräten 9, 10, 11 an unterschiedlichen Stellen
des verteilten Leitungssystems 1 angeordnet, wobei im Ausführungsbeispiel angegeben
ist, dass das Leckortungsgerät 9-11 jeweils an einem Absperrschieber 6-8 angeschlossen
ist.
[0028] Hierauf ist die Erfindung nicht beschränkt. Das Leckortungsgerät 9-11 kann auch an
anderen Stellen des Leitungssystems 1 angeordnet werden. Jedes Leckortungsgerät 9-11
weist einen akustischen Sensor 12 auf, der zum Abhören des Fließgeräusches am Absperrschieber
6, 7, 8 geeignet ist.
[0029] Anstatt eines akustisch wirkenden Sensors können auch andere Sensoren verwendet werden,
wie z. B. Ultraschall-Sensoren und andere Ortungssensoren, die geeignet sind, das
Fließgeräusch, die Fließgeschwindigkeit oder andere für die Leckortung notwendigen
Parameter zu erfassen.
[0030] Das Signal des Sensors 12 wird über eine Datenverbindung 18 dem Leckortungsgerät
9-11 zugeführt.
[0031] Diese Datenverbindung 18 kann als Kabel oder als drahtlose Datenverbindung ausgebildet
sein.
[0032] Eine derartige drahtlose Datenverbindung kann eine IR-Schnittstelle, eine Bluetooth-Schnittstelle
oder eine andere Nahfeld-Datenübertragung (NFC) sein.
[0033] Das Signal vom Sensor 12 wird in einem Messteil 13 aufbereitet und die gesamte Steuerung
des Leckortungsgerätes 9-11 am Steuerungsmodul 14, welches als PC oder CPU ausgebildet
sein kann.
[0034] Wesentlich ist auch, dass der Sensor 12 mit dem Messteil 13 und dem Steuerungsmodul
14 als ASIC ausgebildet sein kann und sich alle genannten Module auf einer einzigen
Platine befinden.
[0035] Die von dem Steuerungsmodul 14 bereitgestellten Daten werden dann der Sendestufe
15 zugeleitet, die bevorzugt als WLAN-Client ausgebildet ist.
[0036] Die drahtlose Kommunikation erfolgt über die Antenne 16 und die Kommunikationsverbindung
17 mit dem Benutzerendgerät 20.
[0037] Dieses ist plattformunabhängig ausgebildet und es ist lediglich dargestellt, dass
im Benutzerendgerät ein Bildschirm 21 angeordnet ist und gegebenenfalls noch verschiedene
andere Betätigungstasten oder eine Tastatur, mit der es möglich ist, die auf dem Bildschirm
21 angezeigten Abbilder 22 der verschiedenen Messstellen noch weiter zu verarbeiten.
[0038] Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Kommunikationsverbindung 17 zwischen dem
jeweiligen Leckortungsgerät 9-11 und dem Benutzerendgerät 20 als unidirektionale Schnittstelle
ausgebildet.
[0039] Hierauf ist die Erfindung nicht beschränkt.
[0040] Im Fall einer bidirektionalen Kommunikationsverbindung ist die Antenne am Benutzerendgerät
20 als Sende- und Empfangsantenne 19 ausgestaltet und kann dementsprechend auch Signale
an die einzelnen Leckortungsgeräte 9-11 senden und diese beeinflussen.
[0041] Es soll noch erwähnt werden, dass es in einer Weiterbildung der Erfindung möglich
ist, die einzelnen Sendestufen 15 der Leckortungsgeräte 9-11 routing-fähig auszubilden,
was bedeutet, dass wenn beispielsweise ein Leckortungsgerät (z. B. das Leckortungsgerät
11) außerhalb der Funkreichweite des Benutzer-Endgerätes 20 ist, dieses Leckortungsgerät
11 dann seine Daten an ein anderes Leckortungsgerät 9 oder 10 weiterleitet und dieses
dann die Daten des Leckortungsgerätes 11 an das Benutzerendgerät 20 weiterleitet.
[0042] Die Figur 2 zeigt schematisiert das Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Anordnung,
bei dem wichtig ist, dass das Benutzerendgerät mit einem WLAN-WiFi-Modul und einem
webfähig Browser ausgestattet ist und deshalb plattformunabhängig von der jeweiligen
Betriebsplattform ist.
Zeichnungslegende
[0043]
- 1.
- Leitungssystem
- 2.
- Wasserleitung
- 3.
- Wasserleitung
- 4.
- Pfeilrichtung
- 5.
- Pfeilrichtung
- 6.
- Absperrschieber
- 7.
- Absperrschieber
- 8.
- Absperrschieber
- 9.
- Leckortungsgerät
- 10.
- Leckortungsgerät
- 11.
- Leckortungsgerät
- 12.
- Sensor
- 13.
- Meßteil
- 14.
- Steuerungsmodul (PC oder CPU)
- 15.
- Sendestufe (WLAN/WiFi)
- 16.
- Antenne
- 17.
- Kommunikationsverbindung
- 18.
- Datenverbindung
- 19.
- Sende- und Empfangsantenne
- 20.
- Benutzer-Endgerät
- 21.
- Bildschirm
- 22.
- Abbild (a, b, c)
1. Vorrichtung zur Leckortung in einem verzweigten Leitungssystem (1) eines Wassernetzes
mit einer Vielzahl von Leckortungsgeräten (9-11), die an verschiedenen Stellen an
den Wasserleitungen (2, 3) eine Leckortung, z. B. über eine akustische Erfassung des
Strömungsgeräusches und/oder den Druck und/oder den Durchfluss ermöglichen, wobei
die Leckortung über mindestens einen Sensor (12) mit einem daran angeschlossenen Meßteil
(13) und einem Auswertungsteil (14) erfolgt, und eine Kommunikationsverbindung (17)
zur Weiterleitung der erfassten Signale und/oder Daten auf das Display (21) eines
Benutzer-Endgerätes (20) vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsverbindung (17) als WLAN-Verbindung zwischen dem Leckortungsgerät
(9-11) und dem Benutzer-Endgerät (20) ausgebildet ist, und dem Benutzer-Endgerät (20)
ein internetfähiger Webbrowser zugeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Benutzer-Endgerät (20) ein WLAN/WiFi-Modul und ein damit verbundener webfähiger
Browser angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der webfähige Browser im Benutzer-Endgerät (20) unabhängig vom verwendeten Betriebssystem
ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Leckortungsgerät (9-11) ein als Server ausgebildetes WLAN-Modul als Sendestufe
(15) angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass alle Leckortungsgeräte (9-11) im WLAN-Netz im Ad-hoc-Modus mit dem Benutzer-Endgerät
(20) kommunizieren.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das WLAN-Netz im Ad-hoc-Modus betrieben wird und alle Sendestufen (15) denselben
Netzwerknamen ("Service Set Identifier", SSID) benutzen und optional dieselben Einstellungen
für die Verschlüsselung verwenden.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die koordinierende Funktion des WLAN-Netzes von dem einen oder mehreren Endgeräten
(12) ausgeführt wird.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Leckortungsgeräte (9-11) mit Routing-Fähigkeiten ausgestattet sind, so dass sie
in der Lage sind, Daten zwischen einzelnen Leckortungsgeräten (9-11) weiterzuleiten,
die sich nicht in Sendereichweite zum Benutzer-Endgerät (20) zueinander befinden.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Benutzer-Endgerät (20) als PC oder Notebook oder als Smartphone oder als Touchpad
ausgebildet ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das WLAN-Netz nach dem IEEE 802.11a/h - Standard und/oder nach dem IEEE 802.11b/g/n
- Standard arbeitet.